工业互联网如何破除“数据孤岛”

工业互联网通过技术融合、标准统一、生态协作和安全保障四大核心策略，系统性破解“数据孤岛”问题，实现数据在设备、系统、企业间的自由流动与价值挖掘。以下是具体解决方案及实践案例：

一、技术融合：构建数据互通的技术底座

多协议解析与转换技术

问题：工业设备通信协议多样（如Modbus、OPC UA、Profinet等），导致数据无法直接交互。

解决方案：部署工业网关或协议转换器，实现异构协议解析与数据标准化。例如，西门子MindSphere平台支持200余种工业协议解析，可连接老旧设备与新型传感器。

案例：某汽车制造厂通过协议转换器，将10万+台设备（包括PLC、机器人、AGV小车）的数据统一采集至平台，实现生产状态实时监控。

边缘计算与数据预处理

问题：海量工业数据直接上传云端会导致带宽占用高、延迟大。

解决方案：在设备端部署边缘计算节点，对数据进行清洗、聚合与初步分析。例如，海尔COSMOPlat平台在产线部署边缘服务器，将传感器数据压缩率提升至90%，减少云端存储压力。

案例：某钢铁企业通过边缘计算，将高炉温度监测数据从每秒10万条压缩至1万条，同时保留关键特征，支持实时预警。

数字孪生技术

问题：物理设备与虚拟模型数据割裂，难以实现全生命周期管理。

解决方案：构建设备、产线或工厂的数字孪生体，通过物联网数据驱动虚拟模型动态更新。例如，云道智造Simdroid平台可模拟流体动力学、热力学等物理过程，优化产品设计参数。

案例：某航空发动机企业通过数字孪生，将试验次数减少70%，研发周期缩短40%。

二、标准统一：建立数据流通的“通用语言”

数据格式标准化

问题：不同系统数据格式差异大（如CSVON、XML），增加集成成本。

解决方案：采用国际通用数据标准（如ISO/IEC 19464、OPC UA信息模型），定义设备、产品、工艺等数据的统一描述方式。

案例：中国电子技术标准化研究院发布的《工业互联网平台应用数据接口规范》，推动300余家企业数据接口统一，集成效率提升60%。

主数据管理（MDM）

问题：企业内不同部门对同一数据定义不一致（如“客户ID”在销售系统与财务系统中编码不同）。

解决方案：建立主数据管理系统，统一数据编码、分类与属性。例如，某化工企业通过MDM平台，将物料编码统一率从70%提升至98%，减少跨系统数据核对时间。

案例：中石化通过主数据管理，实现全国200余家炼厂物料数据共享，库存周转率提升15%。

语义互操作技术

问题：自然语言描述的数据（如设备故障日志）难以被机器理解。

解决方案：应用自然语言处理（NLP）与知识图谱技术，提取数据语义特征。例如，某能源企业通过语义分析，将设备故障描述自动归类为200余种标准类型，支持快速检索与关联分析。

案例：国家电网构建电力设备知识图谱，整合10万+条故障案例，诊断准确率提升至92%。

三、生态协作：构建数据共享的信任机制

区块链技术保障数据可信

问题：跨企业数据共享存在信任风险（如数据篡改、隐私泄露）。

解决方案：利用区块链不可篡改、可追溯特性，记录数据来源与流转过程。例如，某供应链平台通过区块链记录产品全生命周期数据，使溯源时间从7天缩短至2秒。

案例：航天云网INDICS平台应用区块链技术，实现2000+家供应商设计图纸、质检报告等数据的安全共享。

数据确权与价值分配

问题：数据贡献方与使用方权益难以界定。

解决方案：建立数据资产确权机制，通过智能合约自动分配收益。例如，某汽车零部件企业通过平台共享生产数据，获得数据使用方支付的加密货币奖励。

案例：上海数据交易所推出工业数据产品挂牌交易规则，明确数据所有权、使用权与收益权，促进数据市场化流通。

行业联盟与公共服务平台

问题：中小企业缺乏数据整合能力。

解决方案：由行业协会或龙头企业牵头建设公共服务平台，提供标准化数据接口与工具。例如，中国电子信息产业发展研究院联合200余家企业打造“工业互联网公共服务平台”，降低中小企业数据集成成本50%以上。

案例：广东省“工业互联网产业生态供给资源池”汇聚超800家服务商，为制造业企业提供“拎包入住”式数据整合服务。

四、安全保障：筑牢数据流通的“防火墙”

数据加密与访问控制

问题：敏感数据（如生产配方、客户信息）在传输与存储中易被窃取。

解决方案：采用国密算法（如SM2、SM4）对数据进行加密，并设置分级访问权限。例如，某军工企业通过数据加密，避免核心技术泄露风险。

案例：中建钢构工业互联网平台对设计图纸、工艺参数等数据实施“一数一密”加密，未授权访问拦截率达100%。

安全态势感知与应急响应

问题：工业控制系统（ICS）易受APT攻击、勒索软件等威胁。

解决方案：部署安全运营中心（SOC），实时监测网络流量、设备状态与用户行为。例如，某能源企业通过安全态势感知系统，将故障响应时间从2小时缩短至10分钟。

案例：国家工业信息安全发展研究中心构建“工业互联网安全监测与应急处置平台”，覆盖全国31个省份，年处置安全事件超万起。

零信任架构（ZTA）

问题：传统边界防护难以应对内部人员违规操作。

解决方案：采用零信任架构，默认不信任任何用户或设备，每次访问需动态验证身份与权限。例如，某银行通过零信任网关，将内部数据泄露风险降低80%。

案例：奇安信推出的“工业互联网零信任安全解决方案”，在某汽车制造企业部署后，非法访问拦截率提升至99.9%。

五、实践成效：数据孤岛破解后的价值释放

生产效率提升：某电子制造企业通过数据整合，将设备综合效率（OEE）从65%提升至85%，年增产超10亿元。

供应链优化：某家电企业与供应商共享生产计划数据，将原材料库存周转率从15天缩短至7天，物流成本降低20%。

创新模式涌现：某工程机械企业基于设备运行数据，推出“按使用时长付费”的共享服务模式，客户满意度提升40%，市场占有率增长15%。

审核编辑 黄宇